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計算思維

2017-04-07 16:22王榮良盧文來
中國信息技術(shù)教育 2017年6期
關(guān)鍵詞:學(xué)科信息技術(shù)思維

王榮良+盧文來

● 參天大樹必有其根——計算思維是否能體現(xiàn)信息技術(shù)學(xué)科本質(zhì)?

1.計算思維的價值體現(xiàn)在何處?

盧文來:我記得您在《中國信息技術(shù)教育》雜志上參與過兩期關(guān)于計算思維的專題,一期是2013年6月,另一期是2015年12月。2013年的專題打開了我的視野,我校的計算思維研究就此起步;在2015年的專題中,我校有兩篇文章入選?,F(xiàn)在,計算思維又來了!

對于像我這樣在計算思維方面開展研究和實踐的一線教師來說,計算思維的價值是在這個過程中逐步明晰的。非常打動我的是國防科技大學(xué)朱宗亞教授的論文《論計算思維:計算思維的科學(xué)定位、基本原理及創(chuàng)新路徑》,朱教授從科技史和科技哲學(xué)視野出發(fā),將計算思維、邏輯思維、實證思維并列為三大科學(xué)思維。他提到,在自然科學(xué)領(lǐng)域公認(rèn)有三大科學(xué)方法:理論方法、實驗方法(以觀察和歸納自然規(guī)律為特征)和計算方法,每一種科學(xué)方法都可分為思想方法和操作方法兩個層面,如果說思想方法層面可以認(rèn)為是思維方法層面的話,則與三大科學(xué)方法相對應(yīng),便有了三大科學(xué)思維:邏輯思維對應(yīng)理論方法,以推理和演繹為特征;實驗思維對應(yīng)實驗方法,以觀察和歸納自然規(guī)律為特征;還有就是計算思維,對應(yīng)計算方法,以抽象和自動化為特征。如果站在這個角度來審視計算思維,它的價值非常凸顯。

王榮良:關(guān)于2013年和2015年“計算思維來了”的專題,我都參與了。這次又在《中國信息技術(shù)教育》這個平臺上討論計算思維,應(yīng)該比前兩次更深入,也應(yīng)該更平和、更客觀。

要說計算思維的價值在哪里,首先要清楚計算思維是什么。當(dāng)一個事物埋在深處,不易被人發(fā)現(xiàn)的時候,它的價值是被湮沒的。當(dāng)它被挖掘和發(fā)現(xiàn)之時,人們肯定是驚喜的。但是,它的價值是否具有改變世界的作用,則需要時間來驗證,計算思維也一樣。把計算思維放在現(xiàn)有的學(xué)科體系來看,它是一種學(xué)科思維,即屬于計算科學(xué)的學(xué)科思維。

數(shù)學(xué)最基本的方法是演繹、類比和歸納。其中,演繹法是從一些假設(shè)的命題出發(fā),運用邏輯的規(guī)則,導(dǎo)出另一命題的過程。數(shù)學(xué)理論是由演繹推理組織起來的。因此,邏輯思維是一種典型的數(shù)學(xué)學(xué)科思維,邏輯推理是其判斷結(jié)論的重要工具。在邏輯思維中,首先需要有一個稱為公理的命題集合,然后有一個推理規(guī)則,最后從公理出發(fā)嚴(yán)格地運用推理規(guī)則,產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)論或定理。在數(shù)學(xué)理論中,只要有一個系統(tǒng)是自洽的、完備的,推理也是正確的,數(shù)學(xué)家們則可以認(rèn)同與現(xiàn)實世界不一樣的結(jié)果。而實證思維是以物理學(xué)為代表的一種典型思維形式,它強調(diào)驗證性以及與現(xiàn)實世界的一致性,有些驗證需要很長的時間,引力波就是一例。在實證思維中,人們通過觀察和實驗,得出一些揭示客觀世界的結(jié)論,這些結(jié)論中最重要的部分都以定律的形式出現(xiàn)。

回到計算思維上,既然計算思維是計算科學(xué)的學(xué)科思維,就應(yīng)該有學(xué)科的嚴(yán)肅性,在不理解計算學(xué)科的前提下大談特談計算思維是不負(fù)責(zé)的。然而,“計算”一詞過于大眾化,人們看到“計算思維”,首先想到的是數(shù)學(xué)中的運算,更深入一點會想到編程序,結(jié)合“思維”一詞還會聯(lián)想到人工智能,其實這些聯(lián)想都是曲解或片面的。因此,我有一個不成熟的想法:在學(xué)術(shù)性地討論計算思維時,學(xué)科起點應(yīng)該是理解圖靈機,因為圖靈機是計算科學(xué)的基礎(chǔ)與核心,只有這樣才能在一個共同的語境下討論。

周以真教授提出計算思維的本質(zhì)是抽象和自動化,其中抽象在很多學(xué)科中都有,抽象具有數(shù)學(xué)屬性,自動化則具有工程屬性,是計算學(xué)科的典型特征。我覺得計算思維經(jīng)歷的是這樣一個過程:抽象—形式化—構(gòu)造—自動化。外部客觀世界經(jīng)歷了抽象、形式化表達(dá)、構(gòu)造以后,才能形成一個具有自動化屬性的計算機世界。

計算思維的價值在于:首先,其對應(yīng)的計算學(xué)科的價值。當(dāng)計算學(xué)科廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)、生活中,計算思維的價值是明顯的。其次,計算思維的教育價值,這不僅要考慮計算思維對理解與應(yīng)用現(xiàn)實生活中廣泛使用計算裝置所產(chǎn)生的正向作用,還要考慮這種思維對學(xué)生發(fā)展的作用。這是一個隱性的教育價值,是一個非常值得研究的課題。

2.信息技術(shù)課程中計算思維教育的價值何在?

盧文來:經(jīng)王老師這么一解釋,計算思維的價值就更加清晰了。計算思維的教育價值,即計算思維對學(xué)生發(fā)展的作用到底是什么,應(yīng)是我們討論的重點。

正如您所說,抽象在很多學(xué)科都有,屬于數(shù)學(xué)屬性,而自動化則有工程屬性。我不知道能不能這樣理解:①這種思維教育不僅局限在信息技術(shù)課程中,其他課程也需要這種教育。②計算思維給我們帶來了一個全新的角度,或者說是視野,來重新審視信息技術(shù)學(xué)科,從而更加重視學(xué)科所蘊含的思想與方法。即將頒布的普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)已把“計算思維”列為課程需要培養(yǎng)的四大核心素養(yǎng)之一。由此產(chǎn)生的聯(lián)想是,學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)信息技術(shù)以及適應(yīng)信息化環(huán)境,還要理解信息技術(shù)和信息化社會系統(tǒng);不僅要學(xué)會外在操作,還要學(xué)會抽象、分解、控制任務(wù)的實施;不僅要掌握解決問題的步驟,還要發(fā)展交互性思維。

所以對信息技術(shù)學(xué)科而言,培養(yǎng)計算思維的價值更重要的是關(guān)于“計算”的概念,以及由此推演出的“可計算”和“自動計算”的概念,而這些概念將被人們用于問題求解、日常生活的管理、與他人進(jìn)行交流和互動,以及個人的成長與發(fā)展。

王榮良:如你所說,“計算思維”成為普通高中信息技術(shù)課程的核心素養(yǎng)之一,說明計算思維教育將在高中生中實施,這對計算思維教育整體利好。作為計算科學(xué)的學(xué)科思維,培養(yǎng)計算思維的主渠道應(yīng)滲透于計算學(xué)科內(nèi)容的教學(xué)中。至于“信息技術(shù)課程中的計算思維教育”這一問題,我認(rèn)為可以分解成兩個問題:一是在基礎(chǔ)教育階段是否需要培養(yǎng)學(xué)生的計算思維,這是一個必要性問題;二是是否能夠在信息技術(shù)課程中培養(yǎng)學(xué)生的計算思維,這是一個以什么課程載體實施計算思維教育的問題,是一個可能性問題。

就必要性問題而言,計算思維應(yīng)放在基礎(chǔ)教育整個課程體系框架下來討論,而不是放在某一個課程下。從基礎(chǔ)教育面向社會需求來說,計算科學(xué)已滲透到社會生活的方方面面,適量地了解計算科學(xué)的知識內(nèi)容是有必要的,同時培養(yǎng)相對應(yīng)的學(xué)科思維,即計算思維也是很有意義的。從目前我國基礎(chǔ)教育傳統(tǒng)的理科教育內(nèi)容來看,主要強調(diào)的是演繹、歸納等數(shù)學(xué)思維,也有實證類思維;相對而言,基于工程性、構(gòu)造性的思維教育比較弱。如果在基礎(chǔ)教育階段能開展具備工程和構(gòu)造屬性的計算思維的教育活動,那這對學(xué)生的思維發(fā)展是一個很好的豐富和補充。至于計算學(xué)科的哪些知識內(nèi)容適合于基礎(chǔ)教育,計算思維教育更細(xì)致、更具體、可落實的價值梳理,仍然需要探索。

可能性問題也反映了計算學(xué)科與目前中小學(xué)實際開展的信息技術(shù)課程的關(guān)系問題。是因為現(xiàn)有信息技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容決定了計算思維應(yīng)是課程的教育目標(biāo),還是因為計算思維原本就是信息技術(shù)課程的核心目標(biāo),從而需要更改現(xiàn)有課程的教學(xué)內(nèi)容,這看上去似乎是一個先有雞還是先有蛋的問題,其實質(zhì)是目前的信息技術(shù)課程自身定位不明確所造成的。開展計算思維教育的動力應(yīng)基于學(xué)生的發(fā)展,研究計算思維也應(yīng)以計算學(xué)科為邏輯起點。我始終不贊成引入計算思維教育的目的是為了信息技術(shù)課程自身的生存和發(fā)展的需要,并以此為基礎(chǔ)研究計算思維,這樣很容易使教師對計算思維的理解發(fā)生異化,從而不能真正達(dá)到計算思維教育的目的。

事實上,現(xiàn)有的信息技術(shù)課程與計算科學(xué)學(xué)科的關(guān)系是不明晰的。這既反映在提升信息素養(yǎng)的課程目標(biāo)與計算思維的邏輯關(guān)系不明晰上,也反映在現(xiàn)有信息技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容,特別是義務(wù)教育階段的課程教學(xué)內(nèi)容有很大的不確定性上。但是,也正是教學(xué)內(nèi)容的不確定性,給計算思維的培養(yǎng)提供了發(fā)展空間。我隱約感到,每位關(guān)注信息技術(shù)教育的人的心目中都有一個理想的信息技術(shù)課程,而這個課程與現(xiàn)實的信息技術(shù)課程并不一致?;蛟S,這正是大家希望信息技術(shù)課程改革與發(fā)展的緣由。

3.影響信息技術(shù)課程發(fā)展因素有哪些?

盧文來:太對了,就像每個人心中都有一個哈姆雷特一樣,每位教師心中可能也有一種理想的信息技術(shù)課程,或希望有非常明確的課程目標(biāo)、單元目標(biāo)、課程的內(nèi)容和載體,以利于課程的有效實施,或希望有一個相對明確的課程綱要,能在理解的基礎(chǔ)上發(fā)揮自己的創(chuàng)造性,相對自主地選擇內(nèi)容和載體。這可能就是信息技術(shù)課程發(fā)展中“人”的因素,或者說是“教師”的因素。

而“變化的世界”是影響信息技術(shù)課程發(fā)展的另一個重要因素。不知不覺中,隨時隨地上網(wǎng)變成了可能;不知不覺中,每個人或多或少都融入了互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí);不知不覺中,“互聯(lián)網(wǎng)+”成為了國家戰(zhàn)略。這個“變化的世界”對信息技術(shù)學(xué)科有著極大的沖擊和挑戰(zhàn)。面對這個變化的世界,什么是信息技術(shù)課程不變的東西?無論是信息素養(yǎng)還是計算思維,無論是文化的傳承還是新技術(shù)的引領(lǐng),其核心目標(biāo)應(yīng)該是不變的。什么是可以變的呢?內(nèi)容是可變的,載體是可變的。

王榮良:你說得很對,尋求信息技術(shù)課程變革的客觀動力是信息技術(shù)的快速發(fā)展,但內(nèi)在動力是信息技術(shù)課程的生存危機感,評價標(biāo)準(zhǔn)是實用價值。因此,大家都在努力追求其核心價值和穩(wěn)定的教學(xué)內(nèi)容。

以學(xué)開車為例,行車規(guī)則相對穩(wěn)定,具體車輛還是有不同的駕駛技術(shù)細(xì)節(jié),如自動檔車、手動檔車、電動車等。不變的內(nèi)容就一定是核心的?行車規(guī)則或者交通規(guī)則是不是駕校學(xué)習(xí)的核心?對于車輛來說,無論以油、電為動力,還是以太陽能為動力,都是將能量轉(zhuǎn)為機械能,通過傳遞裝置帶動車輪旋轉(zhuǎn),與地面產(chǎn)生摩擦力而使車輛行進(jìn),這是車輛的最基本原理,也是不變的,是不是應(yīng)成為學(xué)習(xí)的核心?其實,要回答這個問題很簡單,關(guān)鍵是要知道我們進(jìn)駕校是為了什么?;氐叫畔⒓夹g(shù)上,工具使用的學(xué)習(xí),肯定是變化的;信息禮儀由傳統(tǒng)禮儀支撐,基本是不變的;具體的信息技術(shù)工具構(gòu)成的原理,一部分是不變的,一部分是變化的。信息技術(shù)課程要找到核心的、不變的,關(guān)鍵是弄明白自己到底要什么。

所以討論變與不變的前提是弄清楚兩個問題:信息技術(shù)課程是什么,以及學(xué)生要什么?,F(xiàn)代學(xué)校課程的具體科目是由學(xué)科篩選而來的,學(xué)科是知識專門化的表現(xiàn),以學(xué)科為類屬的知識劃分直接影響學(xué)校課程的組織。例如,數(shù)學(xué)學(xué)科對應(yīng)基礎(chǔ)教育的數(shù)學(xué)課程課目,依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)科的知識體系層次結(jié)構(gòu)、社會需求以及學(xué)生心智來決定數(shù)學(xué)課程的目標(biāo)與內(nèi)容。那信息技術(shù)課程有沒有對應(yīng)的學(xué)科?是不是需要有對應(yīng)的學(xué)科?事實上,是不是存在信息技術(shù)學(xué)科,這在學(xué)界是有爭議的。但是不論如何,對信息技術(shù)課程對應(yīng)的學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)研究是有必要的,因為這是對課程知識體系的研究,是一項基礎(chǔ)研究。同樣,信息技術(shù)課程引入計算思維,需要回答信息技術(shù)課程與計算科學(xué)或計算機科學(xué)的關(guān)系,不能本著實用主義,隨意改變信息技術(shù)的范疇。

目前,教師都是基于對課程名稱的解讀產(chǎn)生對課程的不同理解,這很正常。我認(rèn)為,尋求信息技術(shù)課程變革,首先需要對課程科目所對應(yīng)的學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)研究。同時,也應(yīng)從基礎(chǔ)教育課程體系框架下的學(xué)生發(fā)展需求來研究學(xué)生到底需要什么,才來決定課程的內(nèi)容與名稱。

● 而今邁步從頭越——計算思維教育的實施

1.在中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中是否已經(jīng)滲透計算思維?運用了哪些載體?如何實踐?

盧文來:您說得越來越深入了,但要對學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)研究,可不是一線教師的能力范疇了。最近兩三年,我們看到、聽到了不同領(lǐng)域的專家關(guān)于計算思維的討論,隱約感到有一條嶄新的路呈現(xiàn)在眼前,它雖不是那么清晰,但確實令人心動。一線教師可能說不出很多大道理,但卻能有機會實踐。在實踐中,我們就會有發(fā)現(xiàn),有思考,就會有成長。

隨著周以真教授對計算思維的定義,計算思維之風(fēng)已經(jīng)吹進(jìn)中國大地,一線的教師們已開始探索如何將計算思維應(yīng)用于中小學(xué)教育。有的在信息技術(shù)基礎(chǔ)課程中的“信息編碼”“計算機系統(tǒng)”等單元中滲透計算思維的思想;有的借助Kodu開展游戲教學(xué),并在其中落實“抽象”“糾錯”計算思維;有的借助MIT的Scratch軟件在中小學(xué)開展實施,還進(jìn)一步外接傳感器,開展更多計算思維的探索,強化“抽象”“分解”這些核心概念;有的在原有的“算法與程序設(shè)計”課程中嘗試將計算思維的“算法”“系統(tǒng)”“糾錯”等核心概念進(jìn)一步深化;有的借助Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)建模,體會“可計算”和“自動計算”的計算思維特征。應(yīng)該說,一線教師的大膽嘗試和積極實踐促進(jìn)了計算思維教育在中小學(xué)的生根發(fā)芽,為計算思維理論層面的辨析提供了更多的例證。

王榮良:確實,這幾年來,不少信息技術(shù)教師從關(guān)注人如何處理信息以及如何運用工具處理信息轉(zhuǎn)向關(guān)注計算機如何處理數(shù)據(jù),并且將“抽象”“分解”等概念引入到課程教學(xué)中,這已經(jīng)涉及了計算思維,為計算思維教育做了有益的探索,積累了寶貴的實踐經(jīng)驗,并且從中可以發(fā)現(xiàn)在計算思維教育實施中的困難,進(jìn)而總結(jié)原因,克服這些困難。當(dāng)然,這是一條在現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容中尋找計算思維的技術(shù)線路。我提出從學(xué)科角度系統(tǒng)研究計算思維,并反對以解決信息技術(shù)課程中存在的危機為目的研究計算思維,是擔(dān)心計算思維在現(xiàn)有的土壤中長出的果實不是計算學(xué)科中的計算思維。

我覺得計算思維教育的本意是思維教育。這也是我針對教學(xué)實踐的另一個擔(dān)心,即把計算思維當(dāng)作知識來教授。思維教育既是計算思維教育的基礎(chǔ),也是歸宿。從實踐研究的途徑來說,可以通過計算思維教育的實踐來探索思維教育的策略與方法,也可以用思維教育的方法來開展計算思維教育。如果簡單地把計算思維作為知識來教,那么可能的結(jié)果是,在信息技術(shù)課程中,只是增加了一些與計算機原理和程序設(shè)計相關(guān)的知識與技能的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

盧文來:我也認(rèn)同計算思維教育的本質(zhì)是思維教育,如果從布魯姆的教育分類目標(biāo)學(xué)來看,思維教育屬于高階目標(biāo),但它無法獨立開展,必須以知識技能為基礎(chǔ)、為抓手。就如三維目標(biāo)一般,在教學(xué)實施過程中,“方法”這一目標(biāo)維度通常情況下都是在知識與技能的習(xí)得過程中達(dá)成的。而我認(rèn)為,“思維”目標(biāo)的達(dá)成相對于“方法”來說又高了一個層級。例如,對于演示文稿設(shè)計中的“動畫效果”教學(xué),如果教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為“學(xué)會自定義動畫,包括進(jìn)入、退出與強調(diào)的具體操作”,那這個目標(biāo)側(cè)重的就是技能;如果教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為“通過設(shè)置多個動畫,體驗創(chuàng)建動畫的一般方法”,那這個目標(biāo)側(cè)重的就是技能的方法;如果教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為“通過分析一個包含復(fù)雜動畫的PPT頁面,理解動畫之間的時序關(guān)系”,那這個目標(biāo)側(cè)重的就是計算思維。

王榮良:嗯,有點復(fù)雜。首先,“方法”有兩種意思:一是計算機解決問題的方法,二是學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方法。針對計算思維教育的困境,我曾提出通過計算思維相關(guān)的數(shù)學(xué)方法和工程方法的學(xué)習(xí)來感悟計算思維,這里的方法是指前者,如數(shù)學(xué)方法中的形式化表達(dá)或工程方法中的分治法。就“方法”而言,可能是一般方法,也可能是具體方法,且兩者是相對的。如果分治法是一般的方法,那么二分法就是具體的方法。而對于二分法,使用循環(huán)結(jié)構(gòu)或遞歸方法實現(xiàn)是具體方法,二分法就是一般方法。

通過“方法”學(xué)習(xí)來感悟計算思維,既不是簡單地知道分治法是什么意思(因為不是知識學(xué)習(xí)),也不是機械地實現(xiàn)二分算法(因為不是技能學(xué)習(xí)),而是在這些方法的學(xué)習(xí)過程中促進(jìn)學(xué)習(xí)者的一系列思考。思考什么?應(yīng)是計算思維在不同的學(xué)習(xí)階段,會有不同的目標(biāo)要求,這有待梳理。如何思考或者如何促進(jìn)思考則是學(xué)習(xí)方法,即剛才所說的“方法”的第二種意思,這需要實踐探索。思想實驗就是一種促進(jìn)思考的學(xué)習(xí)方法。

2.在計算思維教育的實踐過程中已經(jīng)存在或者將會存在哪些困難?

盧文來:我覺得越繞越復(fù)雜了。我想,這可能就是一線教師和教授之間進(jìn)行對話的必然結(jié)果。因為教授思考的層級比較高,一定要對概念做明確的辨析,而一線教師則希望以最簡單、有效、直接的方法在教學(xué)中落實。這可能就是計算思維教育在實踐過程中遇到的困難之一吧。所以我的感受是,任何一種理論或者理念的實踐,最終要靠一線教師在課堂教學(xué)中扎根落地,這其中必然會存在一些困難。

首先,對理念的理解,如計算思維。一線教師提出的問題可能是:計算思維的歷史起點在哪里?計算思維的關(guān)鍵內(nèi)容是什么?計算思維與程序設(shè)計、算法有什么關(guān)系?計算思維對中小學(xué)信息科技學(xué)科定位有什么重大影響?

其次,如何將理念轉(zhuǎn)化成細(xì)化的課程目標(biāo)、單元目標(biāo)、教學(xué)目標(biāo)?哪些載體可以支撐計算思維教學(xué)?教師們感覺在理論和實踐之間存在非常巨大的鴻溝。專家們擅長理論研究,卻并不那么接地氣(笑);一線教師有實踐,但缺乏理論引領(lǐng),或者自己對理論的理解和專家不一樣,會感到無所適從。同時會覺得,新的理念似乎層出不窮,自己怎么能跟得上?

最后,支撐計算思維教育的資源從何而來?專家資源、教師資源,還是課程資源?其中最重要的可能是教師資源,或者如何能夠支持到一線教師,使他們有一定的計算思維理念、課程設(shè)計能力。

王榮良:我們在前面已經(jīng)談到了不少困難,你剛才羅列的三個方面,也基本概括了目前計算思維落地基礎(chǔ)教育所存在的困難。我再補充幾點:為不同年齡的學(xué)習(xí)者進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計反映計算思維的課程內(nèi)容體系,這是目前教師最希望明確的;隨著計算思維教育的開展,如何評價計算思維教學(xué)達(dá)成度的評價方法也會是即將面臨的困難;如何讓教師從知識教育轉(zhuǎn)向思維教育,可能不只是計算思維教育,將是更廣泛的教育領(lǐng)域所面臨的問題。

3.實施計算思維教育有哪些可能的路徑與方法?

盧文來:王教授,既然理論和實際脫節(jié)是個老問題了,我想從這里出發(fā)談幾點看法:

第一,能不能讓專家和一線教師對話,就像你我一樣(笑),你跟我說說基本理論,我跟你講講基礎(chǔ)教學(xué),當(dāng)然不是這樣一對一,也不是這樣文字來往,而是一種Workshop的形式或者以課題為抓手,面對面解決一些實際的問題??梢允俏艺埬銇砺犅犝n,看看在一節(jié)課或者一個單元中你是如何看待計算思維培養(yǎng)的、我們之間的差異在哪里等,可以是你協(xié)助我一起設(shè)計一個計算思維的課程單元或者課程體系。

第二,借助區(qū)域的力量,依靠教研員的力量,組織區(qū)內(nèi)的信息技術(shù)教師,就計算思維的某些重要概念開展專題研討。當(dāng)然,為了避免脫節(jié),每次專題研討必須要涉及高位的計算思維概念、中位的基于計算思維的課程框架,以及具體落地的教學(xué)實踐。

第三,雜志牽頭,利用網(wǎng)絡(luò)平臺,請王教授您這樣的專家開設(shè)微課,為一線教師普及計算思維的理論知識。

王榮良:從目前的基礎(chǔ)教育的現(xiàn)狀來看,以程序設(shè)計為載體來開展計算思維教育應(yīng)該是一個比較好的途徑。盡管計算思維教育并不是只體現(xiàn)在程序設(shè)計上,但相對而言,編程學(xué)習(xí)需要的學(xué)科基礎(chǔ)知識比較少,起點低,對于中小學(xué)生來說容易接受,這是原因之一。原因之二,程序設(shè)計是一個作品創(chuàng)作的過程,目標(biāo)達(dá)成度明確,學(xué)生會有成就感。原因之三,在中小學(xué)開展編程學(xué)習(xí)有基礎(chǔ),且目前也有比較多的人機交互友好的編程平臺可供選擇。

最近,我在中小學(xué)校聽了一些具有計算思維教學(xué)目標(biāo)的程序設(shè)計課,總的感覺存在兩方面的問題:一方面,教師對計算思維的理解還不夠,導(dǎo)致缺乏相關(guān)的意識。以課后教研討論為例,大部分教師在傳統(tǒng)思維慣性引導(dǎo)下關(guān)注的重點還是知識點的傳授問題。另一方面,教師缺少相應(yīng)的教學(xué)方法,尤其是缺少教學(xué)過程中的問題設(shè)計,缺少能促進(jìn)學(xué)生思考的方法。以算法學(xué)習(xí)為例,教師的教學(xué)目標(biāo)是明確的,就是盡快地讓學(xué)生掌握算法,但缺少讓學(xué)生進(jìn)一步思考算法形成背后的思想以及算法表達(dá)的美感的沖動。

程序設(shè)計具有明顯的工程屬性,所以有很多的規(guī)定以知識的形式要求學(xué)生掌握。學(xué)習(xí)要求與平臺的選擇應(yīng)該盡可能規(guī)避這些細(xì)節(jié)的規(guī)定,以消除學(xué)生思考的阻礙,或者從教學(xué)的角度出發(fā),對一些規(guī)定的必要性進(jìn)行研究和篩選。以流程圖為例,流程圖原本是思維表達(dá)與可視化的工具,如果規(guī)定過多,則會抑制學(xué)生的思考。所以我一直不贊同一些教師做出的類似于“流程線箭頭方向不能從下往上”的規(guī)定。

盧老師對如何改善計算思維教育環(huán)境、提升教師的計算思維意識和認(rèn)識提出了很好的建議。希望貴刊能為廣大教師提供交流的平臺,也為我提供更多的學(xué)習(xí)機會。最后謝謝盧老師,也謝謝本刊“對話”欄目。

對話印象

想起自己曾經(jīng)讀過的一本書——《上海市中小學(xué)信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)解讀》,那是2004年,可能就是從這本書開始,我開始有了課程觀,厚厚的一本解讀讓我和團隊對幾千字的《信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)》有了較為透徹的理解;也就是從那時起,我和團隊開展了校本化課程的實施,開始了課題的探索,從先前的信息素養(yǎng)到后來的計算思維。而這本書的編者正是王榮良教授。

未曾想到,去年我和王教授竟然有了一面之緣,紐帶也是計算思維。一名普通的一線教師能夠和一位研究計算思維的專家面對面聊天,有點惴惴,也有點激動。同坐的還有幾位業(yè)內(nèi)專家和對計算思維感興趣的同仁。初次見面,感覺王教授有學(xué)者風(fēng)范,冷靜而低調(diào),話并不多,更多的時候是在聆聽和思考,但每每發(fā)表的想法和觀點總能給我一個嶄新的視角,令我心生敬佩,自然也有些許敬畏。

更未曾想到,我們還有機會開展進(jìn)一步對話。真的要感謝《中國信息技術(shù)教育》雜志,感謝劉向永老師,讓我有機會藉由“對話”欄目向王教授進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

王教授說,他自己是一個從計算機科學(xué)與技術(shù)視角關(guān)注信息技術(shù)課程的探索者。在對話的過程中,我發(fā)現(xiàn)王教授對計算機科學(xué)學(xué)科理解深入且核心穩(wěn)定,也發(fā)現(xiàn)王教授思維縝密,善用類比、比喻,能把問題如抽絲剝繭般一一澄清,同時還發(fā)現(xiàn)王教授隨和、親切與幽默。他不僅是一位探索者,更是一位思考者和引領(lǐng)者。

有幸,能和王教授進(jìn)行這么一場對話。

——盧文來

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